【目的】为研究无患子科SMXL家族的生物学特性提供理论参考,深入探究该基因家族在无患子科植物非生物胁迫响应中的调控机制。【方法】基于模式植物拟南芥SMXL家族的氨基酸序列,利用TBtools对龙眼、红毛丹、无患子和荔枝的SMXL家族成员...【目的】为研究无患子科SMXL家族的生物学特性提供理论参考,深入探究该基因家族在无患子科植物非生物胁迫响应中的调控机制。【方法】基于模式植物拟南芥SMXL家族的氨基酸序列,利用TBtools对龙眼、红毛丹、无患子和荔枝的SMXL家族成员进行全基因组鉴定,Expasy、MEGA11等软件用于4种无患子科植物的进化和功能分析,同时利用龙眼转录组数据进行体胚发生早期阶段的表达分析。【结果】4种无患子科植物共鉴定出48个SMXL家族成员,其中龙眼11个、红毛丹11个、无患子9个以及荔枝17个。依据拟南芥SMXL家族成员的分类,将4种无患子科SMXL家族成员分为5个亚族且亚细胞定位于叶绿体、细胞核、细胞质或线粒体。蛋白互作分析表明,无患子科SMXL家族成员可能与多种蛋白存在互作关系,主要分为两类:一种是与受到非生物胁迫时大量表达的热休克蛋白(HSPs)或CLPs互作;另一种是与独角金内酯受体蛋白D14、karrikins受体蛋白KAI2和调控SL信号传导途径的蛋白MAX2进行互作。启动子顺式作用元件分析表明,4种无患子科植物SMXL家族成员存在较多的光响应元件、抗氧化反应元件(ARE)和脱落酸响应元件(ABRE)等,推测该基因家族广泛参与非生物胁迫响应。此外,DlSMXL家族成员在龙眼体胚发生早期存在5种不同的表达模式,其中DlSMXL4基因家族成员在胚性愈伤组织(EC)、不完全胚性紧实结构(ICpEC)和球形胚(GE)阶段相较其他成员呈现较高表达。基于5-氮胞苷、PEG、SL、光、温度和各种激素处理龙眼EC时期转录组数据分析可知,龙眼DlSMXL5在干旱、GR24、黑暗和高温处理下表达量均明显增加,推测该成员能够通过响应植物激素和应激胁迫维持胚性愈伤组织形态。其次DlSMXL8在5-氮胞苷处理时表达上调,推测其可能参与DNA甲基化在龙眼体胚发生过程中发挥作用。【结论】4种无患子科植物SUPPRESSOR OF MAX2-LIKE(SMXL)家族除了在植物生长发育过程种发挥重要的作用,同时还广泛参与植物非生物胁迫调控过程。本研究结果为无患子科植物中SMXL的分类和生物学功能提供了理论依据,并为SMXL在龙眼早期体细胞胚胎发生中的功能验证提供了更好的认识。展开更多
【目的】探究文心兰miR168的分子进化特性,揭示文心兰miR168a及其候选靶基因响应软腐病菌侵染的表达模式。【方法】以文心兰miRNA文库、转录组数据库及miRbase数据库获取的植物miR168前体和成熟体序列为研究对象,利用生物信息学方法对...【目的】探究文心兰miR168的分子进化特性,揭示文心兰miR168a及其候选靶基因响应软腐病菌侵染的表达模式。【方法】以文心兰miRNA文库、转录组数据库及miRbase数据库获取的植物miR168前体和成熟体序列为研究对象,利用生物信息学方法对其进行系统进化树构建、保守性分析、前体二级结构分析及靶基因预测;通过PCR技术克隆文心兰miR168a前体,采用qRT-PCR技术分析miR168a及其候选靶基因在文心兰不同组织(根、叶、假鳞茎)和感染软腐病(0,12,24,36和48 h)不同时间的表达模式。【结果】植物miR168序列保守性较高,来源于miR168前体的5p臂保守性高于3p臂,miR168前体分歧较大,茎序列的保守性高于环序列;从文心兰中克隆得到93 bp miR168a前体序列,包含21 nt miR168a成熟体序列。进化分析表明,物种亲缘关系对其前体和成熟体序列的形成影响较小;二级结构显示,文心兰miR168a前体能形成典型的发卡结构,其成熟体位于前体的5p臂;随着软腐病侵染时间延长,文心兰miR168a与其候选靶标RNA剪切复合体核心蛋白(AGO1)、RPM1互作蛋白(RIN4)、羧酸酯酶(CXE8)的表达趋势基本呈负相关,而与其候选靶标RNA解旋酶(PRH47A)、泛素羧基末端水解酶(UCH)的表达趋势呈正相关,说明可能存在其他miR168家族成员或miRNAs同时调控。【结论】文心兰miR168与其他植物miR168进化上兼具保守性和特异性,miR168a上调表达可能会增强文心兰的抗病性。展开更多
文摘【目的】为研究无患子科SMXL家族的生物学特性提供理论参考,深入探究该基因家族在无患子科植物非生物胁迫响应中的调控机制。【方法】基于模式植物拟南芥SMXL家族的氨基酸序列,利用TBtools对龙眼、红毛丹、无患子和荔枝的SMXL家族成员进行全基因组鉴定,Expasy、MEGA11等软件用于4种无患子科植物的进化和功能分析,同时利用龙眼转录组数据进行体胚发生早期阶段的表达分析。【结果】4种无患子科植物共鉴定出48个SMXL家族成员,其中龙眼11个、红毛丹11个、无患子9个以及荔枝17个。依据拟南芥SMXL家族成员的分类,将4种无患子科SMXL家族成员分为5个亚族且亚细胞定位于叶绿体、细胞核、细胞质或线粒体。蛋白互作分析表明,无患子科SMXL家族成员可能与多种蛋白存在互作关系,主要分为两类:一种是与受到非生物胁迫时大量表达的热休克蛋白(HSPs)或CLPs互作;另一种是与独角金内酯受体蛋白D14、karrikins受体蛋白KAI2和调控SL信号传导途径的蛋白MAX2进行互作。启动子顺式作用元件分析表明,4种无患子科植物SMXL家族成员存在较多的光响应元件、抗氧化反应元件(ARE)和脱落酸响应元件(ABRE)等,推测该基因家族广泛参与非生物胁迫响应。此外,DlSMXL家族成员在龙眼体胚发生早期存在5种不同的表达模式,其中DlSMXL4基因家族成员在胚性愈伤组织(EC)、不完全胚性紧实结构(ICpEC)和球形胚(GE)阶段相较其他成员呈现较高表达。基于5-氮胞苷、PEG、SL、光、温度和各种激素处理龙眼EC时期转录组数据分析可知,龙眼DlSMXL5在干旱、GR24、黑暗和高温处理下表达量均明显增加,推测该成员能够通过响应植物激素和应激胁迫维持胚性愈伤组织形态。其次DlSMXL8在5-氮胞苷处理时表达上调,推测其可能参与DNA甲基化在龙眼体胚发生过程中发挥作用。【结论】4种无患子科植物SUPPRESSOR OF MAX2-LIKE(SMXL)家族除了在植物生长发育过程种发挥重要的作用,同时还广泛参与植物非生物胁迫调控过程。本研究结果为无患子科植物中SMXL的分类和生物学功能提供了理论依据,并为SMXL在龙眼早期体细胞胚胎发生中的功能验证提供了更好的认识。
文摘【目的】探究文心兰miR168的分子进化特性,揭示文心兰miR168a及其候选靶基因响应软腐病菌侵染的表达模式。【方法】以文心兰miRNA文库、转录组数据库及miRbase数据库获取的植物miR168前体和成熟体序列为研究对象,利用生物信息学方法对其进行系统进化树构建、保守性分析、前体二级结构分析及靶基因预测;通过PCR技术克隆文心兰miR168a前体,采用qRT-PCR技术分析miR168a及其候选靶基因在文心兰不同组织(根、叶、假鳞茎)和感染软腐病(0,12,24,36和48 h)不同时间的表达模式。【结果】植物miR168序列保守性较高,来源于miR168前体的5p臂保守性高于3p臂,miR168前体分歧较大,茎序列的保守性高于环序列;从文心兰中克隆得到93 bp miR168a前体序列,包含21 nt miR168a成熟体序列。进化分析表明,物种亲缘关系对其前体和成熟体序列的形成影响较小;二级结构显示,文心兰miR168a前体能形成典型的发卡结构,其成熟体位于前体的5p臂;随着软腐病侵染时间延长,文心兰miR168a与其候选靶标RNA剪切复合体核心蛋白(AGO1)、RPM1互作蛋白(RIN4)、羧酸酯酶(CXE8)的表达趋势基本呈负相关,而与其候选靶标RNA解旋酶(PRH47A)、泛素羧基末端水解酶(UCH)的表达趋势呈正相关,说明可能存在其他miR168家族成员或miRNAs同时调控。【结论】文心兰miR168与其他植物miR168进化上兼具保守性和特异性,miR168a上调表达可能会增强文心兰的抗病性。
